在无网络环境的Jetson Nano上安装librealsense和pyrealsense2的技术指南

背景介绍

Intel RealSense深度摄像头在机器人领域应用广泛，而Jetson Nano作为常见的边缘计算设备，常被用于机器人平台。但在实际部署中，机器人平台可能不具备网络连接能力，这给librealsense SDK及其Python绑定pyrealsense2的安装带来了挑战。

安装方案选择

在无网络环境下安装librealsense有两种主要方法：

1. 原生模式安装：使用-DFORCE_RSUSB_BACKEND=OFF标志，这种方式不需要网络连接，但需要手动处理内核补丁和依赖项

2. USB后端模式：使用-DFORCE_RSUSB_BACKEND=ON标志，这种方式理论上更简单，但在安装过程中仍需要下载依赖项

详细安装步骤

准备工作

1. 从GitHub下载librealsense源代码的zip包
2. 将zip包通过USB设备传输到Jetson Nano
3. 在Jetson Nano上解压源代码包

原生模式安装流程

1. 安装系统依赖项：

   • 需要提前安装以下关键包：libusb-1.0、libssl-dev、libglfw3-dev等
   • 对于Python绑定，需要确保Python开发包已安装

2. 配置构建环境：

   mkdir build && cd build
   cmake ../ -DFORCE_RSUSB_BACKEND=OFF \
             -DBUILD_PYTHON_BINDINGS=bool=true \
             -DPYTHON_EXECUTABLE=/usr/bin/python3 \
             -DCMAKE_BUILD_TYPE=release
   

3. 处理pybind11依赖：

   • 由于构建过程需要pybind11，但无法在线获取
   • 解决方案是手动下载pybind11源代码，并放置到构建目录的相应位置

4. 构建和安装：

   make -j$(nproc)
   sudo make install
   

内核补丁处理

原生安装方式需要对Jetson内核应用补丁：

1. 从源代码中获取patch-realsense-ubuntu-L4T.sh脚本
2. 运行补丁脚本：

   ./scripts/patch-realsense-ubuntu-L4T.sh
   

3. 注意：某些JetPack版本可能不需要补丁也能正常工作

常见问题解决

1. pybind11获取失败：

   • 手动下载pybind11源码
   • 将其放置在构建目录的third-party/pybind11文件夹中

2. 构建过程中的链接错误：

   • 检查所有依赖项是否已正确安装
   • 确保Python版本与配置一致

3. 内核模块加载问题：

   • 如果设备无法识别，尝试重新加载内核模块

   sudo modprobe uvcvideo
   

性能优化建议

1. 在Jetson Nano上构建时，可以禁用CUDA支持以加快构建速度：

   -DBUILD_WITH_CUDA:bool=false
   

2. 对于资源受限的设备，可以关闭示例程序的构建：

   -DBUILD_EXAMPLES=false -DBUILD_GRAPHICAL_EXAMPLES=false
   

验证安装

安装完成后，可以通过以下方式验证：

1. 检查Python模块是否可用：

   import pyrealsense2 as rs
   print(rs.__version__)
   

2. 运行简单的设备检测脚本：

   ctx = rs.context()
   devices = ctx.query_devices()
   print(f"Found {len(devices)} devices")
   

总结

在无网络环境的Jetson Nano上安装librealsense和pyrealsense2虽然具有挑战性，但通过原生构建模式和手动处理依赖项，完全可以实现离线安装。关键点在于提前准备所有必要的依赖项，特别是pybind11库，并正确处理内核补丁。这种方法特别适合嵌入式机器人应用场景，为RealSense摄像头在无网络环境中的部署提供了可靠解决方案。